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設計Flex PCB原型：PCB設計技巧和注意事項
設計Flex PCB原型：PCB設計技巧和注意事項
為了生產柔性PCB原型，有幾個與PCB電路的制造和最終用途相關的考慮因素，包括銅圖案本身的設計。在您開始在Flex PCB中布線電路之前，請使用以下設計技巧和注意事項來最大限度地提高耐用性和產量。
這些技巧可幫助您平衡柔性PCB原型的耐用性與高級PCB中的組件布局和布線軌跡。
但首先，讓我們簡要介紹一下柔性電路原型。
了解Flex PCB原型
柔性PCB是一種特殊類型的電路板，由與聚酰亞胺等介電層結合的銅金屬跡線組成。電路板可以彎曲成任何需要的形狀，使其可用于高密度應用。柔性PCB的概念最初起源于1900年代，并因其近乎無限的應用和可能性而獲得了主流成功。
如果不使用靈活的PCB原型，包括智能手機、計算機、智能手表、鍵盤和各種為技術提供動力的工業應用，現代電子產品將無法實現。
柔性PCB的組件
柔性PCB可能看起來很脆弱，在大量使用下會崩潰，但由于其可靠性和使用壽命，它們的需求猛增。柔性PCB的主要組成部分如下：
電導體：它們由銅制成，跡線遍布整個電路。
介電基板薄膜：這是柔性PCB的基礎材料。最流行的介電襯底薄膜材料是聚酰亞胺 (PI)，因為它具有耐溫性和抗牽引性。
粘合劑材料：粘合劑用于將電路的不同部分連接在一起。
保護涂層：涂在柔性PCB板上的一層薄薄的保護材料涂層。它由覆蓋層或覆蓋層制成。
柔性PCB的設計注意事項
與剛性PCB相比，柔性PCB需要一種獨特的方法。柔性PCB的設計過程應能大大節省制造成本、減輕重量并減少電路板上的空間。該板必須針對其應用和材料進行優化。
設計合理的柔性PCB將耐用、易于技術人員使用、適合預期用途（例如可穿戴設備或計算機，并且重量輕。
在設計您的第一個柔性PCB原型時，需要考慮以下幾點。
Flex PCB的彎曲性和柔韌性
您的柔性PCB板將根據其應用具有不同程度的靈活性。您將需要知道它將彎曲多少次以及彎曲的嚴重程度。它可以彎曲的次數將在決定電路板是靜態的還是動態的方面發揮作用。靜態板設計為在其使用壽命內彎曲少于100次，并且被認為是彎曲安裝。
由于其性質，動態板的設計考慮因素要大得多。動態板需要更堅固，因為它們會受到更多的彎曲，并且需要承受數千次彎曲。這些電路板適用于沒有故障空間的應用，例如軍事和航天器。
柔性PCB彎曲半徑
彎曲半徑，也稱為電路柔性區域的最小彎曲量，必須在柔性PCB設計的最早階段確定。這將確保設計可以適應一定數量的彎曲而不影響銅的結構完整性。一般來說，柔性PCB的標準最小彎曲半徑是厚度的十倍。
下表顯示了層數和彎曲半徑之間的關系。
|
層數 |
彎曲半徑 mm |
|
單面的 |
彎曲厚度 6 |
|
兩面性 |
彎曲厚度 12 |
|
多層 |
彎曲厚度 24 |
柔性PCB具有更薄的銅層和絕緣層，使其能夠占據最小的表面積并適合更緊湊的空間。值得注意的是，90度彎曲會增加阻抗不連續的機會，從而影響功能。出于這個原因，設計人員經常避免在彎曲區域使用鍍通孔。
在設計PCB時，交錯通孔是一個更可取的選擇，因為它們可確保電路在多層電路中的使用壽命。小導體（小于10密耳）更適合用于彎曲過程中沒有壓縮或張力的中性彎曲軸。這確保了當彎曲導致壓縮和拉伸時，電路的特性不會受到影響。
焊盤和過孔放置
設計柔性PCB電路時，重點應放在彎曲處。建議不要在彎曲區域內放置焊盤和過孔。還建議在電鍍孔上使用淚珠，以最大限度地提高其耐用性和堅固性。柔性PCB原型可能會受到不同角度的彎曲，因此焊盤和過孔應比鉆孔大得多。
柔性PCB中的布線
設計柔性PCB時，一個好的經驗法則是確保走線始終以90度角布線以彎曲線。如果您正在為高速信號（例如PCB總線布線）創建電路板，請確保頂部和底部走線交替交錯，而不是彼此重疊。
這將在所有跡線上均勻分布機械應力。一般來說，應避免在柔性PCB電路上出現所有尖角（例如直角）。更好的選擇是使用曲線來最大化原型的壽命。
元件放置
建議將低頻成分與高頻成分隔離。這確保了高頻分量不會通過噪聲感應干擾低頻分量的性能。這樣做可能會影響信號質量，這是非常不受歡迎的，尤其是在軍事應用中。
建議使用通常由鋁制成的材料外殼來屏蔽時鐘信號。
Flex PCB原型在最終使用之前應經過各種測試。測試應檢查柔性PCB板的基本性能和基本特性。上述提示應該可以幫助設計人員構建一個錯誤最少的原型。然而，完美的柔性PCB原型取決于它所設計的應用。